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1、关于“信息技术环境下教学模式和教学方法的创新研究几何画板在数学教学中的应用对策”的工作报告栖霞一中信息技术环境下教学模式和教学方法的创新研究课题组 王贤林“信息技术环境下教学模式和教学方法的创新研究几何画板在数学教学中的应用对策”是我校承担的烟台市 “十一五” 教育技术研究课题。自2006年以来，在各级教育科研部门的指导下，经过近四年的改革实践和理论研究，已经基本完成了研究任务，现将我们的研究工作报告如下：一、课题的提出、研究的目的、指导原则和研究方法基础教育课程改革纲要(试行)中指出：改变学生的学习方式是这次课程改革的一个重点任务。改变原有单一、被动的学习方式，构建能够发挥学生主体性的多样化
2、的学习方式，促进学生在教师指导下主动地富有个性地学习。改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与数学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具
3、。（一）、本课题国内外研究现状述评，选题的意义和研究价值。运用现代教育技术建立“数学实验室”，应用于课堂教学在发达国家已相当普遍。尤其在发达国家信息技术已经非常自然地融合于课堂教学之中，学生不再单纯地从课本上获取知识，而是通过各种现代化的技术去获得信息、处理信息，探索、研究、解决问题已成为学生获取知识的有效途径，学生的主动性、积极性、创造性得到了极大的发展。在我国，与教育方法改革发展的速度相比，将现代教学手段应用到课堂教学中相对比较缓慢，但我国学者和教育工作者仍然在有限的条件下进行了认真的探索。几何画板的引入给数学教学和学习带来了革命性的变化。它不只是信息技术与数学教学的整合，也是为数学进行“
4、数学实验”提供了实验室，对开发学生探索精神和创新能力的发展十分有利。由于几何画板具有动态性和易操作性，几何画板深受数学教师和学生的喜爱，目前国内对几何画板的研究多数停留在教师对几何画板的课件开发和演示阶段，能否让教师与学生利用几何画板的共同探讨数学知识，以及让学生自主的利用它来研究数学呢？我们将要研究的问题： （1）指导学生学习几何画板的问题；（2）如何利用几何画板探究数学知识的教学模式的问题。运用“数学实验”课培养学生探究学习的实验研究能力。通过研究，改变学生原有的单纯接受式的学习方式，建立和形成旨在充分调动、发挥学生主动性的探究学习方式。培养学生主动参与、乐于探究、交流、合作与实践的意识和
5、习惯，切实提高学生的实践能力和创新能力，实现学生创新个性的充分发展，使学生获得可持续发展的动力。同时为探究学习及创新教育的理论与实践提供借鉴与参考。（二）、本课题研究的总体目标本课题研究的总体目标是：帮助学生逐步建立与发展分析模式和建构模式的能力。随着我国新一轮基础教育课程改革的实施，以及国家2001年7月基础教育课程改革纲要的颁布，课堂教学的改革正在全国各地的中小学展开。为此，我们确立了本课题的研究。其目标是通过建立新型的数学学习方式的研究，着眼于培养学生学习的主动性和自主性，培养学生的数学学习能力、解决实际问题的能力和创新能力；促进学生个性得到自主地的发展。（三）、本课题研究的具体目标1.
6、培养学生自主分析问题、解决问题的能力。通过培养使学生今后能自主地学习和构建知识。2.培养和提高学生的数学思维能力。要求达到学生对客观事物中蕴涵数学模式作出思考和判断。转变学生的学习方式是基础教育课程改革的具体目标之一，是国家数学课程标准确立的基本理念。在上述理论指导下，立足于现代教育，借助于几何画板，借鉴国内外已有的研究成果，在数学课堂教学中，开设“数学实验”课。它的开设能为学生创造主体参与的教学环境，有利于激发学生的学习动机，开发学生的探究和创新能力，促使学生良好的学习习惯和个性品质的形成，从而全面提高学生素质。（四）、本课题研究的主要内容 本课题的研究内容是探讨几何画板在数学教学中由学生自
7、主探究的教学模式。如何依据几何画板的动态特征进行“数学实验”课。利用几何画板能使抽象的、枯燥的数学知识变得直观、形象，让学生用它做“数学实验”，在实验中去主动发现、主动探索，不仅使学生的罗辑思维能力、空间想象能力能得到较好训练，而且还有效培养了数学思维能力。具体研究内容：1、根据数学教材的内容编写符合实际的几何画板的教学内容2、对数学教材中适宜开设数学实验课的课题的标准的研究3、设计数学实验课的教学设计及实践研究4、对教学的反馈和教学效果的研究5、影响数学实验课教学的若干因素研究（五）、本课题研究的理论依据1、理论研究的指导思想近30年来，数学的性质及其应用的途径发生了巨大的变化，不仅发现了许
8、多新的数学领域，而且应用数学的问题类型以空前的速度增长，其中最显著的是计算机及其应用的爆炸性发展，计算机技术的广泛的应用及处理现实世界的各种模式已成为当今数学发展的一个决定性特点。当今数学的意义已超出恩格斯定义的范畴，当今的数学从某种意义上说，数学是模式的科学，无论是数学中的要领和命题，或是问题和方法，事实上都应该各成一种具有普遍意义的模式。2、研究所需的基本理论思想（1）建构主义的学习观 利用“几何画板”开展数学实验课，首先培养了学生主动学习和构建知识的意识。心理学研究表明，学生是学习的主体，所有的新知识只有通过学生自身的再创造活动，才能纳入其认知结构中，才可能成为下一个有效的知识。在数学实
9、验课中由学生参与课程的设计、实施和总结，重视了学生积极主动的参与学习过程，并根据他们已有的知识和经验进行理解、加工和构建自己的意义。同时也激发了学生学习数学的兴趣，促进学生参与实践、自主探索、合作交流、阅读自学，帮助学生形成独立思考、积极探索，自己构建知识的习惯和积极主动的学习方式，培养学习能力。（2）布鲁纳认知结构学习理论布鲁纳认知结构学习理论的基本观点是：为了促进学生最佳地学习，提供信息是必要的；但是，掌握这些信息本身并不是学习的目的，学习应该超越所给的信息。布鲁纳的发现法中强调学习过程、直觉思维和内在动机。布鲁纳提倡使用发现学习的方法强调学习过程 在教学过程中，学生是一个积极的探究者。教
10、师的作用是要形成一种学生能够独立探究的情境，而不是提供现成的知识。布鲁纳强调的是，学生不是被动的、消极的知识的接受者，而是主动的、积极的知识的探究者。 强调直觉思维布鲁纳的发现法还强调学生直觉思维在学习上的重要性。他认为，直觉思维与分析思维不同，它不根据仔细规定好了的步骤，而是采取跃进、越级和走捷径的方式来思维的。直觉思维的形成过程一般不是靠言语信息，尤其不靠教师指示性的语言文字。直觉思维的本质是映象或图象性的。强调内在动机 发现活动有利于激励学生的好奇心。学生容易受好奇心的驱使，对探究未知的结果表现出兴趣。所以，布鲁纳把好奇心称之为“学生内部动机的原型”。与其让学生把同学之间的竞争作为主要动
11、机，还不如让学生向自己的能力提出挑战。所以，他提出要形成学生的能力动机，就是使学生有一种求得才能的驱动力。通过激励学生提高自己才能的欲求，从而提高学习的效率。 强调信息提取布鲁纳认为，人类记忆的首要问题不是贮存，而是提取。因为学生在贮存信息的同时，必须能在没有外来帮助的情况下提取信息。提取信息的关键在于如何组织信息，知道信息贮存在哪里和怎样才能提取信息。学生如何组织信息，对提取信息有很大影响。学生亲自参与发现事物的活动，必然会用某种方式对它加以组织，从而对记忆具有最好的效果。如果在教学中能最大限度地发挥学生在学习过程中的积极性、主动性与创新性，发挥教师在教学过程中的指导性、调节性与创新性。那么
12、就能实现学生在全面发展基础上的创造个性的充分发展。通过实验课提高了学生的数学思维能力。形成理性的思维是培养学生具有社会责任感，学会批判性思考的基本环节和要素，数学思维能力在其中起着独特的作用。数学思维能力是数学能力的核心，它的构成要素包括“形成数学要领的概括能力，发现关系的能力，发现属性的能力，数学变式的能力，形成数学通则通法的能力，识别模式的能力，数学推理能力，数学转折铁能力，运用思维块能力，迁移概括能力，直觉思维能力。”3、课题研究的方法研究过程的第一阶段，主要采用调查研究法；第二阶段和第三阶段主要采用行动研究法。二、课题研究的过程（一）准备阶段我们这个课题的选题最初是根据烟台市“十一五”
13、教育技术研究课题指定的课题“信息技术环境下教学模式和教学方法的创新研究”确立的，2006年下半年确定课题以后，我们就开始起草课题方案，经我校教导处论证以后，组成了以我校数学组为基础，吸收信息技术学科教师课题组。（二）调查研究阶段。为了切实做好信息技术与数学的整合，我们按照课题研究计划的要求，从2006年下半年开始进行“数学教学与信息技术的相关性”的调查准备工作。1问题的提出几何画板软件是由美国Key Curriculum Press公司制作并出版的几何软件。几何画板是辅助教学的一个强有力的工具软件，它提供了很多优秀的功能，能够轻松实现其他软件不容易实现的效果。几何画板是一个易学易用的数学CAI
14、开发工具(平台)，较其他数学CAI开发平台，它的最大优势在于几何图形的动态化和“形”与“数”的同步化。所谓几何图形的动态化是指：几何画板不仅能准确、快速、方便地在平台上完成尺规作图（画图的方法与步骤几乎与用圆规、直尺在黑板和白纸上画图相同），而且图形可以随意运动，图形的大小可以任意改变，并在变化过程中保持几何性质和图形间的关系不变；所谓“形”与“数”的同步化是指：几何画板画完图后，马上就可以测算出“图形对象”的数值（如点的坐标、线段的长度、圆的方程、直线的方程等），并能把“数”和“形”的潜在关系及其变化动态地显现出来。几何画板是一个适用于几何（平面几何、解析几何、三角几何（代数）、射影几何等）
15、教学的软件平台。它为老师和学生提供了一个探索几何图形内在关系的环境。它以点、线、圆为基本元素，通过对这些基本元素的变换、构造、测算、计算、动画、跟踪轨迹等，它能显示或构造出其它较为复杂的图形。笔者在多年的高中数学教学实践中发现：由于几何画板的表现性，很多教师都比较愿意使用它，都觉得几何画板能提高课堂效率，对学生的思维培养有一定的作用。因此，本课题组通过问卷调查，了解高中学生对几何画板的看法，试图通过分析，探索在中学中应用几何画板的现状与前景。2调查方法和对象：此次抽样调查活动，采用不记名调查，参加对象为栖霞一中的学生。分别在高中随机抽取几个班进行选择问卷形式调查，共500人。3调查问卷的设计调查问卷的编制。调查问卷是一种测试工具，其编制必须具有科学性和针对性。由于问卷的编制对课题组来说是第一次，因此我们面临着一项十分严肃的挑战。为了确保问卷的针对性和科学性，我们先后作了以下几项工作。一是咨询同事。组内教师共同探讨问题内容和范围。二是查找文献资料。课题组查阅了大量的文献资料，包括网络、杂志、报纸、著作等，从有关的文章中借鉴有用信息。三是编辑问卷初稿。在查阅资料的基础上，开始编辑我们的问卷的初稿。四是初步调查修订。为了使我们的问卷更有针对性，我们召开数学教师座谈会、学生座谈会，然后对问卷初稿进行了修订。问卷主要是四个方面的问题：一是学生对计算机和几何画板的了
